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Suivre la réaction en son coeur

Aurélie Dureuil

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La jeune société française SmartINST lance la commercialisation de son système de mesure miniature pour aller au centre des mélanges.

Conductivité, température, turbidité, et même pH : ce sont les mesures que SmartINST propose de réaliser désormais au coeur des réactions. « Jusqu'à présent, les laboratoires de recherche (académiques et industriels) devaient se contenter de mesures par prélèvements ou via des capteurs de paroi de leurs mélangeurs, ne livrant que des données partielles sur ce qui se passe dans le mélange », constate SmartINST. C'est pour répondre à cette problématique que la société créée en 2009 a développé son système SmartPART. Commercialisés depuis le milieu de l'année dernière, les SmartPART se présentent sous la forme de billes de 2,5 centimètres de diamètre sans fil qui sont introduites dans les mélanges. Si la dimension semble petite, la société fait entrer dans ces sondes mobiles de nombreux systèmes de mesure. Issu d'une technologie de l'ENS/CNRS, le SmartINST repose sur la miniaturisation des équipements de mesure, la mécanique des fluides et l'essor des transmissions sans fil. Les billes contiennent des capteurs mesurant la température, le pH, la conductivité, la turbidité et l'agitation hydrodynamique. « Nous avons commencé avec les mesures de l'agitation et de la température puis de la conductivité. Notre dernière innovation a été de mettre une mesure du pH également. Nous sommes en train de concevoir des capteurs de pression partielle d'oxygène pour le secteur de la bioproduction. Et nous réfléchissons aussi à d'autres mesures », détaille Christophe Graffin, président de SmartINST. Il précise par ailleurs que les capteurs embarqués sont pré-qualifiés, ce qui permet aux utilisateurs de s'affranchir de cette étape. Tout au long du procédé d'élaboration, la sonde qui se trouve au coeur du mélange transmet, en temps réel, les données à travers la matière par radiofréquence. « Les mesures sont transmises à des antennes soit dans l'air, soit reliées à une bride qui se place sur les cuves inox », précise le dirigeant de SmartINST. Pour pouvoir être compatibles avec le milieu où elles évoluent librement, les SmartPART sont fabriquées en Peek. La société revendique leur résistance aux chocs, leur biocompatibilité, une autonomie de 60 à 400 heures et la possibilité de les stériliser. « En fonction de ce qu'on va vouloir mesurer, on peut mettre une ou plusieurs billes dans la cuve et suivre ainsi le procédé », indique Christophe Graffin.

 

Mesurer et analyser les informations

 

Le nombre de billes dans le mélange va dépendre notamment de la viscosité et du volume du mélange. « Le système peut mesurer avec un nombre maximum de 20 billes », précise le dirigeant. Car le système SmartINST ne se réduit pas aux billes qui vont prendre les mesures. Il comprend également le traitement des informations. La société propose un système de pilotage comprenant un système de communication radiofréquence ainsi qu'un écran tactile, compatible avec le port de gants. L'enregistrement et l'analyse des données sont faits en temps réel via le système d'acquisition et d'analyse SmartCENTER. « Le système affiche des temps de réponse au dixième de seconde. Cela permet d'effectuer des micro-mesures afin de s'assurer de l'homogénéité des mesures », souligne le président de SmartINST.

Ces petites billes qui plongent dans le mélange et l'analyse des données qu'elles envoient sont proposées afin de mieux comprendre les procédés et ainsi aider à la mise au point et à la montée en échelle de production, notamment pharmaceutiques.

« Elles permettent aux industriels, sans modification des installations existantes, de pouvoir identifier les paramètres pertinents dans l'élaboration du produit dans les phases de développement, de mesurer en continu l'évolution du produit en fonction du procédé ou encore accélérer la mise au point en scale-up/scale-down », selon la société lyonnaise. « Nous pouvons contrôler que le mélange s'effectue bien, qu'il n'y a pas de zones mortes, que le taux de cisaillement n'est pas trop important... Dans le cas de montée en échelle, l'utilisateur peut ainsi régler les paramètres pour avoir le même taux de mélange », ajoute Christophe Graffin. Les SmartPART permettent ainsi de mieux maîtriser ce qui se passe dans le mélange et tester l'influence des différents paramètres sur le déroulement de la réaction. Actuellement, les SmartPART sont proposés pour les applications au laboratoire et pour la montée en échelle pilote. Le dirigeant n'exclut pas d'adresser à terme les opérations de production pour s'inscrire dans une démarche de PAT (Process analytical technology). « Aujourd'hui, nous adressons l'amont de la chaîne, avec un apport significatif dans le Quality by Design. Mais nous espérons bien pourvoir aller vers la production. Il faudrait faire des dossiers d'enregistrement, si nous avons suffisamment de demande », confie Christophe Graffin. La société d'une dizaine de personnes a enregistré son 1er chiffre d'affaires de près de 200 000 euros en 2014 avec le début de la commercialisation de son système. « Nos clients sont dans les domaines de la pharmacie, de la cosmétique, de la bioproduction et de l'agroalimentaire. Nous sommes en train d'équiper des laboratoires académiques en Europe », précise le président de SmartINST. La société entre donc dans la phase de commercialisation de sa solution tout en poursuivant le développement de nouvelles mesures.

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